德国工程师近日深入研究
特斯拉和
比亚迪的电池结构,发现这两家电动车龙头企业在电池技术上存在显著差异,同时也展现出令人意想不到的共同点。这项研究由德国亚琛工业大学(RWTH Aachen)团队主导,并已发表在专业期刊《Cell Reports Physical Science》上。
研究人员拆解了特斯拉的4680圆柱形电池和比亚迪的刀片电池(Blade Battery),对其能量密度、材料组成及制造工艺进行深入分析。结果显示,特斯拉电池的核心优势在于高能量密度和高性能,而比亚迪电池则更注重体积效率和成本控制。
结构与重量的显著不同
研究发现,特斯拉和比亚迪的电池在外形和重量上存在较大区别。比亚迪采用扁平式电池,长度达到96.5厘米,而特斯拉的4680电池则是圆柱形,直径仅4.6厘米。此外,比亚迪的单个电池单元重达2700克,而特斯拉电池单元仅重355克。
在性能方面,特斯拉电池的体积能量密度高达643.3 Wh/L,而比亚迪刀片电池仅为355.3 Wh/L。不过,重量差异相对较小,因为比亚迪电池外壳采用铝材,而特斯拉电池则由镀镍钢包裹,后者重量明显更高。
更高能量密度带来的热管理挑战
由于能量密度更高,特斯拉的4680电池在充放电过程中产生的热量几乎是比亚迪电池的两倍,这使得特斯拉需要更高效的散热系统来维持电池的稳定性。同时,过多的热量也意味着能量损耗的增加。
材料分析带来意外发现
在完成基础性能测试后,研究团队进一步拆解了电池结构,分析其材料组成,并重建制造工艺流程。研究显示,比亚迪的电池制造比特斯拉多出两个额外的生产步骤。
一个重要的意外发现是,研究团队原本预计特斯拉的电池负极(Anode)会采用硅材料,因为硅被广泛认为是提高能量密度的关键材料。然而,分析结果显示,特斯拉和比亚迪的电池均采用石墨(碳)作为负极材料,这与科研界的普遍预期相悖。
研究还揭示了两家企业在生产技术上的共同点——两款电池均采用激光焊接来连接内部的金属薄片,而非行业内较为常见的超声波焊接技术。尽管比亚迪电池尺寸更大,但其电池壳体等被动组件的占比与特斯拉电池相似。
电池化学成分反映不同市场定位
在电池化学成分方面,特斯拉和比亚迪的战略路径明显不同。比亚迪采用磷酸铁锂(LFP)电池,这种电池成本较低,寿命较长,使其车型价格更具竞争力。而特斯拉则使用高镍含量的NMC811电池,其能量密度更高,适用于高端车型。
研究团队总结道,电池化学的选择取决于制造商的优先考量——是降低成本、提升续航,还是提高性能。
研究成果助力行业优化与创新
研究负责人约纳斯·戈尔施(Jonas Gorsch)表示,这项研究为电池行业提供了有关大尺寸电池设计的基准,并为未来的优化研究提供了数据支持。他指出,这些数据有助于电池开发人员在电池尺寸、形态及材料选择方面做出更明智的决策。
研究报告最后指出,特斯拉和比亚迪仍在不断推进电池技术的创新与升级,而这项研究的成果将为未来电动车电池的设计与发展提供有价值的参考。
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